Decken und Fußböden im Altbau

Teil 2 – Fußböden über Keller

Ingenieurbüro Dipl.-Bau-Ing. Georg Böttcher 06449 Aschersleben, Hohlweg 20

Tel 03473/ 814201 und 0172/ 3409116 und 072/ 3420515

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Der andere Fall im Erdgeschoss ist ein Keller unter dem Wohngeschoss. Kellerdecken

sind in der Regel massiv ausgeführt, in Altbauten nahezu ausschließlich als

Gewölbedecken. Die bereits oben genannte Kappendecke unterscheidet sich vom

Prinzip her nicht von raumweisen gewölbten Kellerdecken, deshalb betrachte ich

beide Fälle gemeinsam.

Da zwischen dem Untergrund und dem Erdgeschoss jetzt der Keller liegt ist die

Gefahr von Feuchteeintrag von unten minimiert, normale Nutzung vorausgesetzt.

Eine Abdichtung ist deshalb nicht zwingend erforderlich. Bedingt durch die starre,

massive Decke ergeben sich dafür zwei andere Probleme, einmal die

Höhenvorgabe. Man kann nicht einfach etwas tiefer schachten wenn es an

Aufbauhöhe mangelt. Dann ist es die Form der Gewölbeoberseite bzw. des

Gewölberückens(Extrados) alles andere als gerade. Als erstes muss ein

Höhenausgleich geschaffen werden der eine ebene, waagerechte Fläche zur

Aufnahme der Dämmung und des Fußbodenaufbaues schafft. Dieser

Höhenausgleich füllt die tieferen Teile des Gewölberückens Richtung Auflager auf.

Wenn dieser Höhenausgleich schwer oder starr oder beides ist und sich noch

schubfest mit der Gewölbeoberseite verbindet dann wird damit die Tragfähigkeit des

Gewölbes erhöht obwohl oder gerade deshalb weil das Gewicht steigt. Das hat mit

der speziellen Form von solchen Segmentgewölben zu tun. Auflast im Bereich an den

Widerlagern(Zwickel) stabilisiert die Gewölbe gegen Ausknicken infolge mittiger

Belastung auf dem Scheitel(höchster Punkt des Extrados).

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Entwurfsskizze für einen Kunden für das Tonnengewölbe eines Erdkellers. Die doppelte Steinreihe dient

zur Stabilisierung des Gewölbes.

Gewölbe sind statisch mehrfach unbestimmte Tragkonstruktionen. In solchen

Konstruktionen kommen neben Druck- bzw. Normalkräften auch Biegezugkräfte und

Momente vor. In Mauerwerk sollten nur Druckkräfte vorkommen da das Material

kaum Zugkräfte oder Biegemomente aufnehmen kann. Das heißt das vor allem in

schlanken, höher belasteten Gewölbekonstruktionen. Das Mauerwerk der Gewölbe

versagt dann, wenn Momente auftreten. Das passiert in der Regel am Scheitel der

Gewölbe und in der Nähe der Widerlager. Dabei entstehen statisch gesehen

Gelenke, an diesen Stellen werden nur noch Druckkräfte übertragen, keine

Biegemomente. Solche Gelenke bilden sich also bei entsprechender Belastung

automatisch aus, die Gewölbe reißen dann an den entsprechenden Stellen. Aus

dem statisch unbestimmten wird ein statisch bestimmtes Tragwerk.

Statisch bestimmte Tragwerke lassen sich leichter berechnen. Man behilft sich dazu

mit einer virtuellen, gedachten Linie, der Stützline. Je nach Belastung ist das eine Linie

deren Verlauf sich durch die Belastung ergibt und in der nur Druckkräfte vorkommen,

keine Biegemomente. Sie entspricht statisch gesehen einem gekrümmten

Stabtragwerk mit einem Gelenk in der Mitte und gelenkigen Widerlagern.

Idealerweise sollte die Stützlinie durch den Schwerpunkt der einzelnen Steine des

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Bogens verlaufen, wenigstens im inneren Drittel des Bogenquerschnittes. Wenn das

eingehalten wird kann man Bögen und Gewölbe sogar völlig ohne Mörtel errichten.

Ein klassisches Beispiel dafür ist der Pont du Gard, eine in römischer Zeit errichtete

Wasserleitung in Form einer doppelten Bogenbrücke über den Fluss Gard in der Nähe

der Stadt Nîmes oder dieser Kanalbrücke aus dem 18. Jahrhundert in Südfrankreich.

Brücke über den Canal du Midi.

Hervorragendes Beispiel eines Segmentbogens. Man sieht die Neigung der Fugen im

rechten Winkel zur Stützlinie, die Fugen die auf den Radien des Kreisbogens liegen,

den Schlussstein am Gewölbescheitel und den gestalterisch gelungenen Übergang

zu den waagerechten Fugen mit Hakensteinen. Ästhetisch ist diese Brücke auch

noch. Form follows function.

Wenn sie (die Stützlinie) außerhalb des Materialquerschnittes verläuft bedeutet das

es entstehen im Material Biegespannungen, etwas das Steine und Mörtel nur in

geringem Maße vertragen. Die ideale Stützlinie eines gleichmäßig belasteten

Gewölbes ist eine Parabel. Sie hat zwei Nachteile, einmal ist sie für den Maurer auf

der Baustelle schwer abzustecken und dann benötigt sie Bauhöhe. Besser geeignet

sind deshalb im allgemeinen Gebrauch Tonnen –oder Segmentgewölbe die durch

einen Kreisbogen definiert werden. So etwas konnte jeder Maurer auf der Baustelle

abstecken.

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Zur Bestimmung des Verlaufes der Stützlinie wurde schon vor einigen hundert Jahren

grafische Verfahren oder physikalische Analogons benutzt. Der spanische Architekt

Gaudi benutzte sie noch im 20.Jahrhundert um seine komplizierten Bogenformen zu

ermitteln. So funktionierte das:

Die Idee ist, sich die Gravitation zunutze zu machen und statt der Druckkräfte einfach

analoge Zugkräfte darzustellen. Nur das Vorzeichen ändert sich mathematisch

gesehen, sonst nichts. Das Gewölbe wurde auf den Kopf gestellt, eine Kette stellt mit

ihren einzelnen Gliedern die Steine des Gewölbes dar. Die Verbindung zwischen den

Gliedern ist gelenkig und übertrug nur Zugkräfte, das Gewicht der einzelnen Glieder

stellte das Gewicht der einzelnen Steine dar. Man sieht sehr schön wie sich die

Stützlinie der idealen Form des Gewölbes, einer Parabel, nähert. Allerdings liegt sie

am Scheitel und in den Drittelpunkten außerhalb der mittleren Drittelzone und des

Bogens. Dort würde der Bogen ausknicken. Man kann das vermeiden indem man

den Bogen entweder insgesamt dicker macht oder seine Form dem des

Kettenverlaufes, also der Stützlinie, anpasst.

Es gibt noch eine dritte Möglichkeit ohne die Kreisbogenform zu verlassen und ohne

den Bogen dicker zu mauern: Die äußeren Bereiche am Widerlager werden

beschwert- hier mit Zuggewichten:

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Die Stützlinie befindet sich jetzt im inneren Drittel des Bogens, sie entspricht einem

Kreisbogen. Es gibt nur Druckkräfte.

Wenn man den Bogen wieder in die richtige Position dreht sieht man die Druckkräfte

aus der Auflast die das Gewölbe stabilisieren. Das Prinzip trifft auch auf

Segmentbögen zu, die Teile eines Kreisbogens sind. Hier herrschen die gleichen

Gegebenheiten, nur das an den Widerlagern die waagerechte Kraftkomponente

größer ist. Die zusätzlichen Gewichte kann ein Gewölbe gut wegstecken, sorgfältige

Verarbeitung und gutes Material vorausgesetzt - siehe das Bild von der Brücke über

den Canal du Midi. Es gibt nur noch eine Schwierigkeit beim Berechnen der

Tragfähigkeit: Die genaue Lage der Einleitungspunkte bzw. der Stützlinie im Bereich

der Widerlager.

Was heißt das jetzt für den Aufbau von Fußböden auf Gewölben:

Einzelne, parallel zu den Widerlagern verlaufende Risse sind nichts Ungewöhnliches.

Im Scheitel sind sie normalerweise nur von unten sichtbar, in den Drittelpunkten von

oben.

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Risse infolge Gelenkbildung. Solche Risse entstehen auch wenn eines oder beide

Widerlager des Gewölbes auswandern.

Gesehen in Modena, Italien

Auswandern der äußeren Stützenreihe infolge zu geringem Gegenschub. Der Riss

wurde zum Verpressen freigelegt.

Es sollten möglichst gleichmäßige Lasten eingetragen werden, keine einzelnen

Punktlasten. Einen Pfeiler kann man nicht so einfach auf eine Gewölbekappe stellen

und schon gar nicht asymmetrisch! Vorhandene Auflasten aus Schüttungen,

gestapelten Steinen usw. im Zwickelbereich ist kein unnützer Dreck sondern hilft das

Gewölbe zu stabilisieren. Eine Aufmauerung oder das Aufbringen von Beton im

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Zwickelbereich stabilisiert zusätzlich bei schubfestem Verbund da die Stützlinie dann

nicht mehr außerhalb liegt. Das ist bei schlanken Gewölbeschalen wichtig die nur

7cm dünn sein können.

Das bedeutet: Es ist immer von Vorteil wenn man einen Höhenausgleich bis zum

Gewölbescheitel mit Beton vornimmt. Damit sich ein schubsicherer Verbund

zwischen Extrados und Aufbeton ergibt muss die Oberfläche gründlich gereinigt

werden, also Schaufel, dann Besen, dann Stubenbesen und Handfeger, dann

Staubsauger. Dann wird vorgenässt und als Haftbrücke dünnflüssiger Zementmörtel

aufgetragen. Dann wird sofort mit Estrichbeton 0-8 oder Zementmörtel 0-4 weiter

aufgefüllt. Die obere Lage ist eben und in Waage einzubauen. Der Vorteil des

Höhenausgleiches liegt auch im zuverlässigen Korrosionsschutz der Obergurte der

Stahlträger die bei einer Kappendecke oben herausstehen. Nach dem Festwerden

geht es weiter mit der Dämmlage- falls genug Bauhöhe vorhanden ist (vorher den

Beton mit einer Folie abdecken, so bleibt die Restfeuchte im Beton). Wenn der Platz

nicht reicht muss man die Dämmung von unten an der Kellerdecke anbringen, das

ist billiger als den ganzen Keller von außen zu dämmen oder zu VIP zu greifen.

Für die unterseitige Dämmung eignen sich Deckenlamellen bzw. Dämmplatten

Marke Topdec. Das sind Mineralfaserplatten die beidseitig mit einem

Armierungsgewebe beklebt sind. Sie lassen sich auch in Wölbungen kleben wenn

man eine Seite der Gewebekaschierung parallel einschneidet. Vorsicht bei der

Verwendung gipshaltiger Kleber! Bei Kontakt mit den stählernen Untergurten der

Träger kommt es zu heftigen Korrosionserscheinungen. Deshalb vorher gründlich mit

Rostschutzfarbe behandeln.

Der Höhenausgleich auf dem Gewölberücken ist bei dieser Art der Dämmung mit

einem Estrich gleichzusetzen. Schalldämmung braucht es zum Keller nicht, man kann

direkt den weiteren Fußboden aufbauen. Ich empfehle Fliesenbelag im Bad,

Linoleum oder Kautschuk in Küche, Flur und Kinderzimmer, hochwertige Vinylfliesen

oder Landhausdielen im Wohnzimmer, Laminat oder Teppichboden im Schlafzimmer.

Der Nachteil dieser Art der Dämmung ist die hohe thermische Trägheit die so ein

Bodenaufbau hat. Wenn der erst mal ausgekühlt ist dauert es sehr lange bis er sich

aufheizt.

Ich hatte oben kurz Kappendecken mit dünnen Gewölbeschalen angesprochen,

das sind Ausmauerungen zwischen schlanken Stahlträgern die nur ein Viertelstein

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also ca. 7cm) dick sind. Solche Kappen dürfen nicht belastet werden, sie bilden

einen Raumabschluss und tragen nur sich selbst. Beim Ausbau des Fußbodens und

dem Putzabschlagen habe ich schon meterhohe Schuttberge auf solchen Kappen

liegen sehen, dazwischen emsige Bauherren die auf den Kappen herumtrampelten.

Das sollte man vermeiden! Bauschutt gehört immer gleich in Eimer gefüllt und

heruntergeschafft wenn man keine Schuttrutsche hat.

Auf solchen Decken liegen die Traghölzer der Dielung manchmal direkt längs auf

den Trägern. Das passiert wenn die Oberseiten (Obergurte) der ebenfalls recht

filigranen Träger niedriger liegen als der Gewölbescheitel.

Viertelsteiniges Gewölbe auf stark korrodierten Trägern

Lagerhölzer passen dann nicht mehr ohne Unterfütterung quer auf die Träger. Hier

muss man beim Stabilisieren der Gewölbe durch Auffüllung vorsichtig sein; was nützt

es wenn die Gewölbekappen dann bombenfest sind aber die sie stützenden Träger

anfangen an ihre Grenzen, sprich die Streckgrenze zu gelangen. Starke

Korrosionsschäden treten auf(siehe Foto oben) wenn man die Ausbrüche zwischen

Trägeruntergurten und Steinen versucht mit gipshaltigem Mörtel aufzufüllen. Gips auf

Stahl- da kann man zusehen wie die Korrosion einsetzt. Entweder dann die Träger im

Keller mit einem mittigen Unterzug ertüchtigen oder mit Leichtbeton arbeiten, nur die

Zwickel selber auffüllen und die Trägerobergurte ummanteln, die Lagerhölzer auf die

Umfassungswände auflagern. Es gibt keine allgemeinen Rezepte für jeden

denkbaren Fall.

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Die Lagerhölzer liegen auf den Umfassungswänden auf, nicht auf der Kappe. Es ist

hier genügend Platz vorhanden. Der Bauherr versuchte wieder den klassischen

Dielenboden auf Holzbalken aufzubauen. Da die Feuchteproblematik hier keine

Rolle spielt ist das machbar wenn der Hohlraum unter den Dielen aufgefüllt wird. Hier

wäre auch eine Stabilisierung des Gewölbes durch Aufbeton möglich gewesen, den

Zwischenraum bis zum Fußboden hätte man mit einer leichten, gebundenen

Schüttungen auffüllen können, welche trittfeste Dämmplatten oder gleich

Trockenestrichelemente aufnehmen kann. Darauf lässt sich dann fast jeder

gewünschte Fußbodenbelag aufbringen.

Die Lagerhölzer kann man auch längs auf den Obergurten fixieren(mit Baukleber

ankleben), eine leichte Schüttung z.B. Perlite, Isoself oder Bituperl einbauen und

Dielen aufbringen. Das entspricht in etwa dem vorherigen Gewicht. Bei anderen

Bodenbelägen wäre ein weiterer denkbarer Aufbau auf die Schüttung bzw. die

Lagerhölzer OSB- Platten, am besten zweilagig verklebt mit versetzten Stoßfugen. So

ist gesichert, dass die Durchbiegung der Platten in den Trägerfeldern minimal ist und

sich der folgende Belag nicht bewegt.

Wie gesagt, jeder Fall ist individuell zu betrachten. Alte Häuser sind wie Wundertüten,

man weiß nie was wirklich drin ist. Es gibt immer mehrere Varianten, die am besten

passende muss vor Ort unter Berücksichtigung des Bauablaufes, wirtschaftlicher

Faktoren und anderer Überlegungen(Fußbodenheizung?) getroffen werden. Deshalb

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ist dies hier keine Anleitung ähnlich einem Katalog wo man sich den passenden

Aufbau heraussuchen kann.

fecit Georg Böttcher Januar 2016